Wykorzystanie biomasy na cele grzewcze a ograniczenie emisji zanieczyszczeń powietrza z sektora komunalno-bytowego

• Autorzy: Mirowski T.

Warianty tytułu

EN

Utilization of Biomass for Energy Purpose Versus Reduction of Emission of Air Pollutants from Municipal and Households Sector

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce zauważalny jest dynamiczny rozwój zastosowania w bilansie energetycznym energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Efekt ten związany jest z przyjęciem proekologicznych aktów prawnych w krajach członkowskich Unii Europejskiej. Niestety nie przekłada się to na widoczną poprawę jakości powietrza na obszarach zagrożonych niską emisją. Niska emisja z sektora komunalno-bytowego to od kilku lat trudny do rozwiązania problem w województwie małopolskim, śląskim i wielu miastach, gdzie stężenia pyłów PM 10 i PM 2.5 oraz innych monitorowanych zanieczyszczeń powietrza przekraczają dopuszczalne normy. W artykule przedstawiono krótką charakterystykę biomasy, głównie pod względem jej składu oraz możliwości wykorzystania w kotłach małej mocy. Opisano przyjętą metodykę badawczą w zakresie redukcji niskiej emisji z sektora komunalno-bytowego oraz przedstawiono wstępne wyniki badań. Rodzaje stosowanych kotłów stałopaliwowych w gospodarstwach domowych i budynkach użyteczności publicznej w większości nie spełnia norm obecnie obowiązujących w zakresie emisji zanieczyszczeń do mocy 50 kW. Nowoczesne kotły z automatycznym podawaniem paliwa w postaci peletów z biomasy pozwalają skutecznie ograniczyć poziom niskiej emisji oraz innych szkodliwych gazów, co wykazano w artykule na przykładzie biblioteki miejskiej w Jordanowie. Ważnym elementem, który zachęci do zmiany starej technologii na nową jest koszt paliwa biomasowego, który przekłada się na koszty eksploatacji. W artykule przedstawiono możliwości wytwarzania peletów z biomasy roślinnej takiej, jak różne gatunki słomy, siano, liście, drobne gałęzie, zieleń z pielęgnacji, itp. W procesie peletyzacji dochodzi do waloryzacji materiału wejściowego. Zbadano właściwości fizyko-chemiczne peletu o nazwie NES z bazowej mieszanki słomy z pszenicy i lucerny o zawartości wilgoci do 40%. Wyniki potwierdziły spodziewane efekty w postaci dobrej jakości paliwa, które można stosować w kotłach klasy 5. Przeprowadzono także pomiary emisji starego kotła przed jego wymianą w miejscu użytkowania. Wyniki redukcji zanieczyszczeń emitowanych do powietrza przedstawiono w artykule w formie wykresu. Zastosowanie kompleksowego rozwiązania w zakresie produkcji peletu z lokalnych zasobów biomasy oraz spalanie go w kotłach klasy 5 ze zmodyfikowaną konstrukcją palnika daje wymierne efekty ekonomiczne i środowiskowe. Przykładem tego jest realizacja programu badawczo-wdrożeniowego DRATEWKATM, który jest realizowany w mieście Jordanów w powiecie suskim.

EN

It is noticed, that in Poland occurs dynamic development in the energy use of energy from renewable sources. This effect is related to the adoption of pro-environmental legislation in the members of the European Union. Unfortunately, there is no visible impact on in air quality improvement in areas threatened by „low emissions”. „Low emission“ from the municipal sector, is from years a difficult problem of the Malopolska and Silesia province and plenty of cities, where concentrations of particulate matter (PM 10, PM 2.5) and other monitored air pollution exceeded permitted levels. The article presents a characteristic of biomass, mainly of its composition and the possibility to use in small boilers. Described the methodology of carried research in the field of „low emission“ reductions from the municipal sector and presented the preliminary results. Solid-fuel types of boilers used in households and public buildings for the most of them does not meet common standards for emissions to 50 kW of thermal power. The combustion of pellet in new modern biomass-boilers with automatic feed system, can effectively reduce the level of dusts and other air pollutants, as has been shown in the article as an example of the municipal library in Jordanow town. An important element that should encourage potential users to change the old technology to the new, is the cost of the biomass fuel, which has impact to an operating costs. The article presents the possibility of pellets production from biomass such as a various species of straw, grass, tree leaves, branches, etc. Analyzed chemical and physical stability of "NES“ pellet prepared from blend of wheat straw and lucerne with moisture content of 40%. The results confirmed the expected results in a form of the good quality parameters of fuel which can be used in 5 class boilers.The emission of air pollutants measurements were also carried out an old boiler before its replacement at the point of potential use. The results of the reduction of pollution emitted into the air are presented in the form of a graph. The solution of biomass utilisation for the production of pellets fuel from local biomass resources which combusting in 5 class boiler with a modified design of the torch inside gives us significant economic and enviromental effects. An example of this is the implementation of the program of research "DRATEWKA", which is carried out in the Jordanów town.

Słowa kluczowe

PL

biomasa; biomasa lignocelulozowa; pelet; kotły biomasowe; niska emisja

EN

biomass; lignocellulosic biomass; pellets; biomass boliers; low emission

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 1
• Strony: 466--477
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab, rys.

Twórcy

autor

Mirowski T.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków

Bibliografia

• 1. Da Rosa, A. (2005). Fundamentals of Renewable Energy Processes. Amsterdam, Boston: Elsevier Stanford University.
• 2. Genomics (2015) – strona internetowa – www.genomics.energy.gov [ostatni dostęp 12.09.2015]
• 3. Grala, A. i inni (2014). Technologie kondycjonowania biomasy lignocelulozowej przed procesem fermentacji metanowej. W: T.M. Traczewska i B. Kaźmierczak (red.), Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska. Tom 4. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 4. IEN 2013. Opracowanie wytycznych dotyczących przystosowania wybranych typów konstrukcyjnych produkowanych w kraju kotłów grzewczych opalanych węglem kamiennym do spełnienia zaostrzonych wymagań ustalonych w znowelizowanej normie PN-EN 303-5 w zakresie granicznych wartości emisji zanieczyszczeń. Zakład Urządzeń Energetycznych, Laboratorium Badań Kotłów i Urządzeń Grzewczych, Instytut Energetyki. Praca statutowa. [www.ien.com.pl]
• 5. Kowalski, Z., Lelek, Ł. (2011). Modelowanie rynku biomasy w Małopolsce z uwzględnieniem aspektów prawnych, rynkowych i ekologicznych. Rocznik Ochrona Środowiska, 13, 1429-1440.
• 6. Lewandowski, W.M., Ryms, M. (2013). Biopaliwa. Wydawnictwo WNT.
• 7. Menon, V., Rao, M. (2012). Trends in bioconversion of lignocellulose: Biofuels, platform chemicals & biorefinery concept. Progress in Energy and Combustion Science, 38(4), 522-550.
• 8. Mirowski, T., Orzechowska, M. (2015). Wykorzystanie paliw biomasowych w ogrzewnictwie indywidualnym na obszarach zagrożonych niską emisją. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 18(4), 75-88.
• 9. Olsson, M. (2006). Residential biomass combustion-emissions of organic compounds to air from wood pellets and other new alternatives. Chalmers University of Technology.
• 10. Piwowarczyk, J. (2003). Energetyczne użytkowanie biomasy roślinnej.GLOBEnergy, 2-3, 32-38.
• 11. Uliasz-Bocheńczyk, A., Pawluk, A., Sierka, J. (2015). Wymywalność zanieczyszczeń z popiołów lotnych ze spalania biomasy. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 31(3), 145-156.
• 12. Witaszek K., Pilarska A.A., Pilarski K. (2015). Wybrane metody wstępnej obróbki surowców roślinnych stosowanych do produkcji biogazu. Ekonomia i Środowisko, 2(53), 130-144.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.